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机器人阻力步态训练结合自我意识生物反馈改善脑瘫成人足部滚动功能的创新研究
脑瘫(Cerebral Palsy, CP)作为一种非进行性神经系统障碍,常导致患者出现蹲伏步态(crouch gait)和足部滚动机制异常。传统康复训练虽能改善整体步态模式,但对足部滚动——即足跟摇滚(heel rocker)、踝关节摇滚(ankle rocker)和前足摇滚(forefoot rocker)这一系列支撑相关键动作链的关注不足。更严峻的是,现有机器人辅助训练的效果往往难以迁移到日常行走场景,而针对成年CP患者的干预研究尤为匮乏。为破解这些难题,研究团队在《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engine
来源:IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering
时间:2025-11-25
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蛋白质组学分析揭示乳酸脱氢酶A在脊髓损伤后血管修复和功能恢复中的作用
脊髓损伤(SCI)会引发复杂的病理连锁反应,包括内皮细胞功能障碍和血管退化。在本研究中,我们采用了无标记定量蛋白质组学技术来分析损伤后的脊髓组织,并识别出发生改变的分子通路。蛋白质组学分析发现,乳酸脱氢酶A(LDHA)在损伤后第7天(DPI-7)显著上调,且可能是血管内皮生长因子(VEGF)- VEGFR2信号通路的调控因子。使用FX-11药物抑制LDHA会导致内皮细胞氧化应激增加、细胞增殖减少、血管生成受损以及损伤中心的神经元损伤加重。这些结果表明,LDHA在损伤条件下起到代谢调节作用,有助于内皮细胞的存活。值得注意的是,全身性乳酸治疗能够抵消LDHA抑制带来的负面影响,并促进SCI后的功能
来源:ACS Chemical Neuroscience
时间:2025-11-25
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利用荧光电压和钙指示蛋白在视网膜退化型rd1盲鼠中成像视网膜神经节细胞的电活动
为了理解视网膜网络,识别视网膜神经元之间的功能连接至关重要。为此,利用荧光指示蛋白来成像神经元活动是一种很有前景的方法,可以同时测量电路不同区域的神经元活动。在这项研究中,我们使用了基因编码的指示蛋白——Bongwoori-R3(用于电压检测)和GCaMP6f(用于钙检测)——分别在来自光感受器缺失的rd1小鼠视网膜组织的单个视网膜神经节细胞内可视化膜电压和钙动态变化。视网膜电压成像能够显示电流诱发的体细胞尖峰以及亚阈值电压变化,而钙成像则显示了电流脉冲在视网膜神经节细胞中引发的钙浓度变化。这些结果表明,荧光蛋白传感器与高速成像技术的结合能够以细胞级精度和毫秒级分辨率对电活动进行成像。因此,我
来源:ACS Chemical Neuroscience
时间:2025-11-25
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利用荧光寿命成像技术,通过ASAP型基因编码电压指示剂实现绝对膜电位记录
生物膜电位(Vm)作为细胞电生理活动的核心参数,其非侵入性检测技术对揭示细胞功能与疾病机制具有重要意义。传统电生理学方法存在组织损伤大、成像速度慢等缺陷,而光学检测技术凭借高时空分辨率成为替代方案的重要发展方向。近年来,基于荧光强度(F)变化的基因编码电压指示器(GEVIs)已取得显著进展,但信号漂移、光漂白及浓度依赖性等问题仍制约着绝对Vm值的精准测定。本研究创新性地采用荧光寿命成像技术(FLIM),通过分析多种ASAP家族GEVIs的电压依赖性荧光寿命(τlt),筛选出适用于生理电位范围的高性能传感器rEstus-NI,并成功应用于原代细胞及癌症细胞的膜电位动态监测。在实验方法设计上,研究
来源:ACS Chemical Neuroscience
时间:2025-11-25
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综述:海马体和大脑皮层在统计学习中的作用
Irene Zhou|Nicholas B. Turk-Browne耶鲁大学心理学系与吴泽学院,100 College Street,New Haven,06510,CT,美国人类大脑擅长从环境中提取规律性信息,使我们能够适应性地行动并做出预测。近年来,关于这种统计学习的神经基础的研究因所研究的脑机制以及规律性的时间和模式不同而有所分歧。一部分文献关注皮层区域中神经振荡与快速听觉序列的同步现象;另一部分文献则研究海马体中神经表征对较慢视觉序列的相似性变化。通过整合这些研究,我们发现了海马体在处理时间变异性方面的潜在作用,并探讨了海马体-皮层相互作用如何支持统计学习。引言生活中充满了丰富、复杂且
来源:Current Opinion in Neurobiology
时间:2025-11-25
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脂质组学揭示脂多糖诱导的认知障碍中脂质代谢的紊乱
本文探讨了脓毒症相关脑病(sepsis-associated encephalopathy)对小鼠脑区脂质组的影响,以及抗炎药物米诺环素(minocycline)在改善这些影响方面的潜在作用。脓毒症是一种由感染引发的全身性炎症反应,可能导致多个器官功能障碍,甚至危及生命。近年来,研究发现脓毒症不仅影响身体其他器官,还对中枢神经系统(CNS)造成显著损害,其中脓毒症相关脑病是临床上常见的并发症之一,与长期认知功能障碍密切相关。然而,目前对脓毒症相关脑病在脑代谢、认知、学习和记忆能力方面的病理生理机制仍存在许多未解之谜。本文通过非偏倚的脂质组学分析方法,结合行为学实验,揭示了脓毒症如何影响不同脑区
来源:Brain Research
时间:2025-11-25
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在没有先兆的偏头痛患者中,纹状体-皮质网络的功能整合和有效连接存在异常,并与神经递质系统相关:一项静息态功能性磁共振成像(fMRI)研究
研究揭示了无先兆偏头痛(Migraine without aura, MWoA)患者在发作间期大脑功能整合和有效连接的异常,以及这些异常与神经递质系统失衡之间的关系。MWoA是一种常见的神经系统疾病,全球范围内被认为是第二大导致残疾的疾病,其影响深远。研究表明,MWoA患者的脑功能异常可能不仅限于发作期,也可能在发作间期持续存在并进一步发展,这提示我们对偏头痛的神经影像学机制进行深入研究的重要性。### 1. 研究背景MWoA与异常的皮下/皮层网络活动及神经递质调节紊乱密切相关。然而,目前对MWoA患者在发作间期功能整合的改变以及大脑网络间信息流的模式仍不清楚。MWoA被认为是一种大脑的感官处
来源:Brain Research
时间:2025-11-25
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揭示纳米姜黄素在大鼠前额叶皮层和海马区慢性应激诱导的神经元损伤发病机制中的作用
本研究探讨了纳米型姜黄素对慢性应激导致的大脑损伤,尤其是海马体和前额叶皮层的神经元损伤的保护作用。应激已被确认为神经退行性疾病的主要诱因之一,它会影响大脑的关键区域,如海马体和前额叶皮层,这些区域在学习、记忆和情绪调节中起着重要作用。而姜黄素作为一种天然物质,因其具有抗氧化、抗菌和抗炎等多种生物活性而受到关注,但其脂溶性特征限制了其应用。因此,研究团队通过实验观察纳米型姜黄素对慢性应激引发的神经损伤的影响,并评估其对认知功能的改善效果。研究采用了24只成年雄性Wistar大鼠,将其随机分为三组:对照组、应激组和应激加纳米姜黄素组。对照组未接受应激处理,每天接受2毫升的生理盐水;应激组在14天内
来源:Brain Research
时间:2025-11-25
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持续性肩部抬高姿势:一种功能性运动障碍的表型特征与诊疗新识
在运动障碍疾病的诊疗中,一些看似典型的症状背后可能隐藏着未被充分认识的病理机制。持续性肩部抬高姿势(Sustained Shoulder Elevation Posture, SSEP)便是这样一种容易被误诊为肌张力障碍(dystonia)或创伤后运动障碍的临床表现。患者常表现为单侧肩部异常抬高,伴有疼痛和功能受限,但缺乏典型肌张力障碍的特征性动作(如缓解动作、镜像现象),且对常规治疗反应不佳。这种病症长期被归类于“固定性肌张力障碍”(fixed dystonia)或“创伤后颈肌张力障碍”的范畴,但其本质与治疗策略一直存在争议。为厘清SSEP的临床特征与病因,意大利研究团队在《Brain Co
来源:Brain Communications
时间:2025-11-25
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综述:体力活动期间骨骼肌与大脑之间的相互作用——探索表观遗传机制
近年来,科学研究越来越关注肌肉与大脑之间的相互作用在代谢调节中的关键作用,尤其是在2型糖尿病和肥胖人群中。这种复杂的双向交流机制,被称为肌肉-大脑轴,涉及到由骨骼肌分泌的多种肌因子(myokines)的释放和其对大脑功能的影响。肌因子是骨骼肌在运动过程中产生的蛋白质激素,它们不仅影响肌肉本身的生理状态,还能够穿越血脑屏障,调节大脑的神经可塑性、记忆形成以及情绪调节等关键功能。这些分子信号的释放与运动类型、强度和持续时间密切相关,并且在不同生理状态下可能表现出不同的作用机制。在健康个体中,运动已被证明能够显著改善肌肉功能,同时促进大脑健康。例如,有研究表明,长期的有氧运动和抗阻训练能够增强骨骼肌
来源:Epigenetics
时间:2025-11-25
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牛奶/乳制品中的生物活性化合物及其在生命关键阶段对健康的价值:其功能超越了单纯的营养供给
摘要 本综述旨在强调牛奶中多种成分所具有的关键生物活性功能,这些功能有助于降低人在生命关键阶段的健康风险。这些功能无法仅通过传统的营养供应估算来充分解释。文章探讨了牛奶脂肪球膜(MFGM)中的神经节苷脂对新生儿神经发育的益处,以及牛奶蛋白通过刺激胰岛素样生长因子-1(IGF-1)来促进儿童生长的作用。牛乳中的外泌体及其所含的miRNA具有生物利用性,一项动物研究表明它们能够促进胎盘发育并提高胚胎存活率。在骨骼健康方面,文章分析了酪蛋白胶束向胃肠道输送钙(Ca)、磷(P)和镁(Mg)的独特作用。所谓的乳制品基质以及某些牛奶蛋白中的肽类物质所具有的降压作用,可能是抵消饱和脂肪酸(SFA)对心血管
来源:Proceedings of the Nutrition Society
时间:2025-11-25
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胶质瘤细胞是否通过表观遗传变化重新连接神经回路?对人类前额叶皮层中参与神经元-胶质瘤相互作用的基因进行DNA甲基化分析
摘要已知胶质瘤会与附近的神经元建立连接,这有助于推动其自身的生长。然而,这些肿瘤细胞在分子层面上如何适应并融入神经回路尚不明确。我们研究了DNA甲基化变化是否可能起到作用,重点关注那些支持神经元与胶质细胞之间通信的基因。我们分析了来自额叶的302个胶质瘤样本的DNA甲基化情况,并将其与261个正常脑样本进行了比较,使用的是Illumina 450K基因阵列。根据这些数据,我们重点关注了70个参与星形胶质细胞-神经元信号传导的基因。我们的分析考虑了年龄、性别、种族和细胞类型组成等因素,并应用了多重检验校正(FDR < 0.01)对显著位点进行了富集分析。我们发现了528个甲基化程度存在显著差异的
来源:Journal of Molecular Neuroscience
时间:2025-11-25
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Irilone和Lupinisoflavone C作为潜在的植物基S1PR1调节剂在多发性硬化症中的神经免疫调节作用:来自分子对接和动力学的见解
摘要S1PR1基因编码鞘氨醇-1-磷酸受体1,这是一种属于G蛋白偶联受体(GPCR)家族的受体,在内皮细胞中高度表达。S1PR1蛋白在调节细胞迁移、维持血管完整性以及通过激活下游效应器(包括RAC1、SRC、PTK2/FAK1和MAP激酶)来介导神经信号传导方面发挥着关键作用。它在神经炎症和中枢神经系统(CNS)稳态中的重要作用,使S1PR1与神经退行性疾病的病理生理机制相关联,尤其是多发性硬化症(MS)。S1PR1的过度激活可引发慢性炎症、神经元损伤和突触功能障碍,从而促进疾病进展。鉴于其在神经免疫调节中的核心作用,S1PR1成为治疗MS的一个有吸引力的靶点。本研究采用计算机模拟方法,从IM
来源:Journal of Molecular Neuroscience
时间:2025-11-25
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生酮饮食通过激活CREB通路特异性改善雌性APOE4阿尔茨海默病模型小鼠的记忆功能
当谈及阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)的遗传风险因素时,载脂蛋白E ε4等位基因(apolipoprotein E ε4 allele, APOE4)无疑是最重要的角色。这一基因变异使得携带者患病风险显著增加,尤其对女性影响更为突出——数据显示,70岁女性APOE4携带者的AD风险相较于非携带者升高约4倍,而男性风险升高约3倍。在全球范围内,约有3400万美国女性和7500万欧洲女性携带APOE4基因,面临更高的AD患病风险。值得注意的是,APOE4携带者在出现临床症状前数十年就已表现出大脑葡萄糖代谢缺陷,这提示能量代谢障碍可能是AD发病的重要机制。面对这一严峻挑
来源:GeroScience
时间:2025-11-25
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利用rx3基因座Gal4插入实现斑马鱼眼区命运细胞的可视化与操作新工具
在脊椎动物胚胎发育的奇妙旅程中,眼睛的形成堪称一场精妙的细胞交响乐。斑马鱼因其胚胎透明、发育迅速等特点,成为研究这一过程的理想模型。在眼发育的早期阶段,位于前神经板的眼区命运细胞开始表达一系列保守的转录因子,其中视网膜同源框基因3(rx3)是最早出现且至关重要的标志物之一。rx3不仅标志着眼区的特化,更在后续的眼泡外突、视泡形成等关键形态发生事件中扮演着核心角色。然而,尽管rx3的重要性已被广泛认可,科学界长期以来缺乏能够高保真再现其内源性表达模式的遗传工具。现有的转基因报告品系多采用异源(如青鳉)调控序列驱动,往往出现不在正常rx3表达区域的异位表达,这在一定程度上限制了对rx3功能及其调控
来源:Biological Research
时间:2025-11-25
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离散忆阻式脉冲神经网络:研究信息流动、同步现象及智能的涌现
摘要在复杂的神经网络中处理信息是一个长期困扰研究人员的挑战性课题。在本文中,我们对离散式忆阻器脉冲神经网络中的学习机制进行了深入研究。我们还探讨了不同神经元和网络之间的信息传输与同步效果。首先,我们构建了一个具有记忆调节功能以及tanh函数非线性特性的忆阻器模型。该模型不仅确保了忆阻器的内部状态变量不会发散,还证明了这种忆阻器适用于脉冲信号处理,并具备传输脉冲信号的能力。其次,我们研究了这些离散脉冲神经网络的复杂动态特性,包括三元耦合脉冲神经网络和环形耦合脉冲神经网络,旨在揭示它们的工作原理及相互作用方式。最后,基于所设计的脉冲神经元,我们构建了一个简单的脉冲神经元网络。通过合理设置相关参数,
来源:Cognitive Neurodynamics
时间:2025-11-25
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基于磁共振成像(MRI)的放射组学聚类分析发现了一种富含神经干细胞特性和增殖相关基因的胶质母细胞瘤亚型
胶质母细胞瘤(GBM)作为中枢神经系统中最致命的实体瘤之一,其高度异质性长期困扰着临床诊断和预后评估。近年来,基于医学影像的定量分析技术(影像组学)为揭示肿瘤生物学特征提供了新思路。一项最新研究通过整合影像组学、单细胞转录组和空间转录组学技术,首次系统性地揭示了GBM影像亚型与分子分型的内在关联,并鉴定出关键驱动因子VAX2,为精准治疗提供了新靶点。### 一、影像组学揭示GBM异质性新维度研究团队对61例GBM患者的术前MRI进行多尺度分析,通过提取106个影像特征并运用无监督聚类算法,成功将患者分为四类影像亚型(Group 1-4)。其中Group 4表现出显著的预后优势(HR=6.57,
来源:Frontiers in Oncology
时间:2025-11-25
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小鼠下丘脑中存在空间周期性放电的证据
海马体下回(subiculum)作为空间信息整合的关键脑区,其神经编码机制一直存在争议。近期一项针对小鼠的研究首次在subiculum中系统观测到网格状空间编码现象,并揭示了其与CA1及海马体其他结构的编码差异。该研究通过双技术联用(慢性tetrode与高密度硅探针)和多场景实验设计,构建了完整的空间编码谱系,为理解海马体-皮层信息传递提供了新视角。研究团队通过两个互补的电生理学方法,首次在小鼠subiculum中观测到与啮齿类动物海马体网格细胞类似的周期性放电模式。慢性tetrode记录显示,在标准(50×50cm)和扩大(70×70cm)场域中,subicular pyramidal神经元
来源:Frontiers in Neural Circuits
时间:2025-11-25
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遗忘型轻度认知障碍(MCI)中全球脑网络拓扑结构的紊乱:来自多模态扩散张量成像(DTI)和功能性磁共振成像(fMRI)的证据
该研究通过结合白质结构张量成像(DTI)和静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)技术,系统性分析了轻度认知障碍(aMCI)患者与健康对照组(HC)在脑网络拓扑结构上的差异,揭示了疾病状态下结构-功能网络的分离现象及其潜在机制。### 1. 研究背景与意义aMCI作为阿尔茨海默病(AD)的前驱状态,其早期病理改变在神经影像学层面存在显著特征。现有研究多聚焦于单一网络(结构或功能)的异常,而忽视两者协同作用机制。本研究的创新性在于:首次采用PANDA和GretNA软件包,同步构建白质结构网络与功能网络,通过小世界特性、富俱乐部组织、网络效率等6项核心拓扑指标,系统比较两类人群的脑网络异质性。###
来源:Frontiers in Neuroscience
时间:2025-11-25
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基于牛蛙坐骨神经的神经通信中信道参数估计
摘要:分子通信和纳米事物互联网(IoNT)的进步为医学中的体内纳米设备网络开辟了新的可能性。作为一种将信息从IoNT传输到外部设备的有前景的方法,神经通信利用神经系统作为数据传输接口。然而,可靠的传输依赖于精确的信道参数估计,而这一领域的研究仍然有限。为了解决这个问题,我们以pH值作为主要信道参数,并使用牛蛙坐骨神经作为神经通信信道,实验性地提出了信道参数估计方案。在这里,我们利用复合动作电位(CAPs),即神经通道的电响应,来表征该信道。为了建立CAPs与pH值之间的关系,我们开发了一个实验平台,在不同的pH值下收集CAPs数据。然后,我们设计了包括随机森林(RF)和长短期记忆(LSTM)方
来源:IEEE Transactions on Molecular, Biological, and Multi-Scale Communications
时间:2025-11-25